CN102597540B - 推入式紧固件装置 - Google Patents

Abstract

推入式紧固件装置包括紧固件，所述紧固件具有可偏转的固定翼(116)和在固定翼上可滑动的导向环(104)。所述固定翼(116)和/或导向环(104)被成形以降低当通过固定翼使导向环发生变形时在固定翼上滑动的导向环(104)的干扰。结构被提供用于在紧固件上更安全地预装配所述导向环。

Description

推入式紧固件装置

相关申请的交叉引用

本申请主张2009年11月2日提交的申请号为61/257,913的美国临时申请的优先权。

技术领域

本发明通常涉及紧固件，并且尤其涉及用于将一个组件连接到另一个组件上的推入式紧固件，诸如，例如，通过插入紧固件穿过在至少其中一个组件中的孔眼来使面板连着面板，其他物品和用具连着面板等等，所述紧固件具有弹性固定部件，所述弹性固定部件在插入穿过组件的过程中向内弯曲，并且当完全插入穿过组件时所述弹性固定部件向外扩张或反弹。

背景技术

所熟知的不同类型的推入式紧固件用于不同的环境和不同目的。推入式紧固件的共同特征在于弹性弯曲或可偏转的固定部件，当紧固件插入穿过洞或孔眼中时所述固定部件向内弯曲，并且当紧固件完全插入时所述固定部件向外反弹以固定(hold)紧固件。当紧固件插入穿过组件时，可以通过所述部件滑动接合抵靠组件的孔眼表面来使固定部件向内弯曲。

美国专利5,301,396披露了具有压缩部件的紧固件装置。所述紧固件装置包括紧固件，所述紧固件具有柄部，所述柄部在它的一端具有头部，所述柄部包括多个弹性腿，所述弹性腿与头部一体成形并且在与头部相对的紧固件的末端相互连接。所述腿向外弯曲以限定最大直径，所述最大直径大于紧固件将插入穿过的面板或组件上孔眼的尺寸。因此，在插入过程中，所述腿向内偏转以便于穿过孔眼并当最大直径部分经过孔眼后向外反弹。所述紧固件装置还包括压缩环，所述压缩环具有中心锥形孔眼，中心锥形孔眼的直径稍微小于紧固件插入穿过的面板或组件中孔眼的直径。当作为紧固件装置的一部分来使用时，所述环抵靠(rests against)当插入紧固件时所述紧固件插入穿过的面板或组件。所述环提供接触抵靠所述腿，压缩所述腿用于穿过所述环和所述面板或组件。环中孔眼的稍微较小的直径保持所述腿防止其滑动接触抵靠面板或组件中孔眼的边缘，其可能磨损紧固件的材料。因此，所述环对于减少可能在面板或组件的孔眼对于紧固件的材料而言是粗糙的或具有磨损作用的情况下产生的阻力或磨损是有用的。所述环和紧固件可以由精心挑选的材料组成并且以某种方式成形以便易于相对于彼此滑动，从而与在所述腿直接地滑动抵靠紧固件作用的面板或组件中孔眼的情况下所需要的作用力相比减少了所需要的插入力。可是，由于所述环中腿的形状和位置，在接触抵靠所述环的一些区域比在接触的其他区域，或者在所述腿未接触所述环的区域有更多的阻力产生。因此，在插入过程中所述环可能发生变形，导致安装困难。

之前描述的紧固件通过要求移除紧固件时使用相对高的抽拔力而具有较高保持性能，因而已经被有效地使用以减少插入力。可是，在某些情况下希望进一步地减少所需的插入力，和/或提供在操作期间在紧固件上固定环的预安装布置，从而所述环不会无意地脱离紧固件。

发明内容

本发明的推入式紧固件装置提供了符合人体工程学的、易于操作的设备，其用于将一个面板或组件连接到另一个面板或组件上，诸如，将汽车内饰件连接到汽车板材上。导向环减少了在安装过程中紧固件和面板之间的接触。通过改变环中心孔眼和改变紧固件固定翼提供间隙以适应导向环形变来减少在安装过程中环的椭圆形变形所产生的阻力。

在一种形状的一个方面，推入式紧固件装置具有头部和连接到头部的可偏转的固定翼，所述可偏转的固定翼限定了最大直径的髋部区域。沿着可偏转的固定翼滑动的导向环具有直径小于最大直径的髋部区域的孔眼。所述可偏转的固定翼限定了导向槽，并且导向环限定了接收在导向槽中并且沿着导向槽可滑动的从动臂。紧固件和导向环中的至少一个具有结构上的形状改变，所述结构上的形状改变提供空隙用于当导向环滑过最大直径的髋部区域时适应导向环的变形。

在推入式紧固件装置形状的另一方面，所述推入式紧固件装置具有紧固件，所述紧固件具有头部和连接至头部的可偏转的固定翼，所述可偏转的固定翼限定了最大直径的髋部区域和在头部和最大直径的髋部区域之间较小直径的腰部区域。导向环沿可偏转的固定翼可滑动并且具有直径小于最大直径的髋部区域的孔眼。所述可偏转的固定翼限定了第一和第二导向槽，并且所述导向环限定了第一和第二从动臂，第一和第二从动臂被接收在第一和第二导向槽中并且沿着第一和第二导向槽可滑动。紧固件和导向环中至少一个具有结构上的形状改变，所述结构上的形状改变提供空隙用于当导向环滑过最大直径的髋部区域时适应导向环的变形，所述改变提供空隙用于孔眼在从动臂区域中的缩小。

在推入式紧固件装置的形状的另一方面，所述推入式紧固件装置具有紧固件，所述紧固件具有头部和连接至头部的可偏转的固定翼，所述可偏转的固定翼限定了最大直径的髋部区域和在头部和最大直径的髋部区域之间较小直径的腰部区域。导向环沿可偏转固定翼可滑动并且具有直径小于最大直径的髋部区域的孔眼。所述可偏转的固定翼限定了第一和第二导向槽，并且所述导向环限定了第一和第二从动臂，第一和第二从动臂被接收在第一和第二导向槽中并沿着第一和第二导向槽可滑动。至少一个固定翼具有邻近于其中一个导向槽延伸穿过最大直径的髋部区域的余隙穴(clearance pocket)。

通过阅读以下详细的说明、权利要求以及附图，本发明的其他特点和优势对于本领域技术人员而言将变得显而易见，在所述附图中相同的附图标记指代相同的特征。

附图说明

图1是推入式紧固件装置的立体图；

图2是从图1所示的装置的底部示出的推入式紧固件装置的平面视图；

图3是图1所示的推入式紧固件装置的主视图；

图4是沿图3中线4-4的推入式紧固件装置的垂直剖视图；

图5是示出了用于推入式紧固件装置的导向环的可替换位置的局部图；

图6是推入式紧固件装置另外的的主视图；

图7是推入式紧固件装置的水平剖视图；

图8是用于推入式紧固件装置的导向环的另一实施例的平面视图；以及

图9是用于推入式紧固件装置的导向环的另一实施例的平面视图。

在详细说明本发明的实施方式前，应当理解，本发明在它的应用中并不局限于在如下描述中所陈述的或在附图中所说明的部件的结构和配置的细节。本发明可以有其他实施方式，并且可以各种方式实施或实行。也应当理解，此处使用的措辞和术语是为了描述的目的而不应被视为限定。此处使用的“包括”、“包含”及其各种变体意味着包括其后列举的项目及其等同物，以及它们的其他项目和等同物。

具体实施方式

现在更加具体地参考附图，图1示出了紧固件装置100，所述紧固件装置100包括紧固件102和导向环104。在此处所描述的内容和原理中所述紧固件装置100可以具有不同形状和配置。紧固件装置100，包括紧固件102和导向环104，其可由各种不同材料组成，包括各种不同类型的塑料。所述紧固件102和导向环104可以由相同的或不同的材料组成。

紧固件102包括头部106，所述头部包括盖108和颈部110，并且所述头部还可以包括一个或多个凸缘112、114，并且在图1所示的示例性实施例中，所述头部包括两个凸缘112、114。所述紧固件102还包括多个从头部106伸出的弹性可偏转的固定翼116、118。应理解的是所述紧固件102能够包括多于两个的固定翼116、118。固定翼116、118在远离头部106的末端或底端120相互连接。当紧固件102插入穿过紧固件将要被固定其上的面板或组件中的洞或孔眼中时，固定翼116、118向内弯曲或偏转。当紧固件102完全插入时，固定翼116、118向外反弹以在面板或组件的与头部106相反的一侧与该面板或组件重叠(over1ap)。因此，紧固件102被固定在面板或组件上并且所述头部106可以被连接至另一物体。应理解在紧固件102插入穿过面板或组件的洞或孔眼并且通过固定翼116、118的偏转和向外反弹进行连接之前或之后能够将头部106连接到另一物体。

固定翼116、118限定了至少一个导向槽122，并且在所示出的实施例中固定翼116、118限定了两个导向槽122、124，所述导向槽122、124从末端或底端120延伸至凸缘114。固定翼116、118共同限定了在髋部区域126(hiparea)处的最宽的直径，固定翼116、118从所述髋部区域126朝着末端或底端120向内逐渐减小。在髋部区域126和凸缘114之间，固定翼116、118在腰部区域128(waist area)变窄。

导向环104是环形体130，其限定了孔眼132和至少一个从动臂134，所述从动臂134从环形体130向内伸出并且被接收在导向槽122中。在示出的示例性实施例中，导向环104限定了两个径向相对的从动臂134、136，它们从环形体130的内接触表面138向内伸出。从动臂134、136分别被接收在导向槽122、124中。

在紧固件装置100的插入过程中，当紧固件装置被插入到组件的孔眼中时，导向环104沿固定翼116、118滑动，连同导向环104接触表面138从而接触固定翼116、118以使固定翼116、118向内偏转直到导向环104到达髋部区域126以上的腰部区域128。插入期间，从动臂134、136沿导向槽122、124滑动以限制环104相对于固定翼116、118的旋转。当所述导向环104经过由固定翼116、118所限定的最宽区域包括髋部区域126时，通常呈环形的环形体130变形，在从动臂134、136的大体区域中向内拉环形体130。

紧固件装置100具有结构改变，用于适应导向环104的变形和用于减少紧固件102和导向环104之间的滑动干扰。适应变形的第一结构改变包括倒角、凹部或环形余隙穴140、142(ring clearance pockets)，其被提供在一个或两个固定翼116、118上，并在通向和离开最大直径的髋部区域126的限定区域内邻近导向槽122、124。相对于径向相邻区域，倒角、凹部或环形佘隙穴140、142是直径减小的凹陷部分(depress ions)。因此，即使当紧固件组件100被插入并且导向环104沿固定翼116、118滑动并越过髋部区域126时孔眼132变形且环形体130在从动臂134、136处被向内牵引，增加的空隙降低了在倒角、凹部或环形余隙穴140、142区域中环104抵抗固定翼116、118的阻力。

另一个紧固件202示出在图3中。紧固件202类似于紧固件102，除了紧固件202具有单个凸缘114。因此，紧固件202的结构类似于先前描述的紧固件102的结构，采用先前使用的相同的附图标记来标示紧固件202。如图4和图5中最清楚地示出，为了在紧固件102上固定导向环104的预安装，中心杆150具有卡子(catches)或插销(1atches)152、154，所述卡子或插销限定了具有底部部件160、162的凹处(pockets)156、158。在预装配期间从动臂134、136被设置在凹处156、158中并且在操作期间从动臂134、136被固定在凹处156、158中并且通过底部部件160、162支撑从动臂134、136。在操作期间插销152、154和设置在从动臂134、136相对侧的底部部件160、162抑制导向环的倾斜和从动臂134、136的弯曲，从而导向环104不会在无意的情况下从紧固件102上轻易脱落。在紧固件装置110开始插入到位于组件上的洞的期间，当朝导向环104推动头部106并且插销152、154被推挤从动臂134、136时，从动臂134、136向下偏转。从动臂134、136因此从凹处156、158脱离。卡子或插销152、154具有从凹处156、158向内地朝向中心杆150的平滑过渡表面164、166。因此，在从动臂134、136不会突然反弹并且不会发出可能被误认为紧固件组件完全插入时所听到的最终的咬合声的明显声音的情况下，从动臂134、136能够向下弯曲以滑过插销152、154和沿表面164、166平滑过渡直到到达沿着中心杆150的非偏转位置。紧固件装置的安装人员将不会被误认为紧固件已安装完毕的声音所误导。

防震止动器(Anti-vibration stops)168、170从头部106下方的中心杆150向外伸出，并且当紧固件202完全插入并且导向环104到达腰部区域128时面对并接合导向环104的从动臂134、136。防震止动器168、170减缓了震动和不良噪音，所述震动和不良噪音可能由于当紧固件202被安装在一些厚度的面板层中时导向环104的松动而造成。

作为适应导向环104变形的另一个结构上的改变，为进一步克服当导向环104由于抵抗固定翼116、118的阻力而发生变形时产生的增加的阻力，固定翼116、118和中心杆150设置为有些像H型构造。对角腿172、174被分别连接至固定翼116、118。其它两个对角相对腿176、178没有直接连接至固定翼118、120上。腿172、174、176、178的外边缘表面180、182、184、186被倾斜设置或倒角，以便于沿着紧固件的轴向长度提供增加的空隙，至少沿着导向环104由于沿过渡表面164、166的扩展表面而保持杯状的紧固件长度。图5示出了未变形的导向环104，其具有孔眼132的第一直径190和当导向环104在如104a示出的第二位置中时孔眼132的较小的第二直径192。当导向环104保持杯状时，使对抗边缘倒角或倾斜适应了上述较小的直径。

优选的是在紧固件位于完全插入位置与面板或其他结构结合的区域使紧固件102保持完整的、没有减小的直径，以使紧固件很好地在面板或其他结构的洞中居中。然而，当导向环104因由固定翼116、118产生的椭圆形变形或因过渡表面164、166成为杯状而保持变形时，在其它区域中紧固件的结构上的改变能够降低导向环104所接触的那些区域中的干扰。

除了固定翼116、118的结构改变或作为其替换，紧固件组件的导向环中也可具有结构上的调整。例如，槽口或切口可被应用于导向环中。图8示出了导向环204的又一个实施例，所述导向环204包括环形体230，所述环形体230限定了孔眼232和从接触表面238向内伸出的第一和第二从动臂234、236。切口244、246被提供在邻近从动臂234、236的环204中，以减少当紧固件装置插入到正连接在一起的组件中并且环204变形时在那些区域将产生的增加的阻力。

图9示出了又一个变化，其中导向环304包括主体330，所述主体330限定了孔眼332，所述孔眼332是椭圆形而非圆形。从动臂334、336从接触表面338向内伸出。从动臂334、335被提供在椭圆形孔眼332的主通道(access)上。即使在紧固件的插入过程中环发生变形，阻力也会减少。

前述事项的变体和变型均在本发明范围内。应当理解，在此公开和限定的本发明扩展到正文和/或附图中提及的或明显可知的的各个特性的两个或更多个的所有可选组合。所有这些不同的组合构成本发明的各种可选方面。此处所描述的实施方式解释了已知实践本发明的最佳方式，并且使得本领域的其他技术人员能够应用本发明。权利要求被解释为包括可选实施方式到现有技术所允许的程度。

本发明的各种特征将在下面的权利要求中阐述。

Claims (20)

1.推入式紧固件装置，包括：

紧固件，所述紧固件具有头部和连接至所述头部的可偏转的固定翼，所述可偏转的固定翼限定了最大直径的髋部区域；

导向环，所述导向环沿所述可偏转的固定翼可滑动并且其具有直径小于所述最大直径的髋部区域的孔眼；

所述可偏转的固定翼限定了导向槽且所述导向环限定了从动臂，所述从动臂被接收在所述导向槽中并且沿所述导向槽可滑动；以及

所述紧固件和所述导向环中的至少一个具有结构上的形状改变，所述结构上的形状改变提供空隙用于当所述导向环滑过所述最大直径的髋部区域时适应所述导向环的变形，所述改变提供空隙用于所述孔眼在所述从动臂区域的缩小。

2.根据权利要求1所述的紧固件装置，所述结构上的形状改变包括余隙穴，所述余隙穴邻近所述导向槽穿过所述最大直径的髋部区域。

3.根据权利要求1所述的紧固件装置，所述结构上的形状改变包括在所述导向环中邻近所述从动臂的切口。

4.根据权利要求1所述的紧固件装置，所述紧固件包括中心杆，所述中心杆限定了凹处，所述从动臂在所述紧固件和所述导向环的预安装装配中位于所述凹处中。

5.根据权利要求4所述的紧固件装置，包括从所述凹处至所述中心杆的锥形过渡表面。

6.根据权利要求1所述的紧固件装置，所述紧固件包括中心杆，所述中心杆具有H型横截面结构，其具有倒角外边缘表面。

7.根据权利要求1所述的紧固件装置，所述导向环具有椭圆形孔眼，所述椭圆形孔眼限定了可滑过所述固定翼的接触表面。

8.根据权利要求7所述紧固件装置，所述固定翼限定了第一和第二导向槽并且所述导向环限定了被接收在所述第一和第二导向槽中并沿所述第一和第二导向槽可滑动的第一和第二从动臂，所述第一和第二从动臂被提供在所述椭圆形孔眼的主轴上。

9.推入式紧固件装置，包括：

紧固件，所述紧固件具有头部和连接至所述头部的可偏转的固定翼，所述可偏转的固定翼限定了最大直径的髋部区域和在所述头部和所述最大直径的髋部区域之间的较小直径的腰部区域；

导向环，所述导向环沿所述可偏转的固定翼可滑动并具有直径小于所述最大直径的髋部区域的孔眼；

所述可偏转的固定翼限定了第一和第二导向槽，并且所述导向环限定了被接收在所述第一和第二导向槽中并且沿所述第一和第二导向槽可滑动的第一和第二从动臂；以及

所述紧固件和所述导向环中的至少一个具有结构上的形状改变，所述结构上的形状改变提供空隙用于当所述导向环滑过最大直径的髋部区域时适应所述导向环的变形，所述改变提供空隙用于所述孔眼在所述第一和第二从动臂区域的缩小。

10.根据权利要求9所述的紧固件装置，所述结构上的形状改变包括余隙穴，所述余隙穴邻近所述第一和第二导向槽的其中一个穿过所述最大直径的髋部区域。

11.根据权利要求9所述的紧固件装置，所述结构上的形状改变包括余隙穴，所述余隙穴邻近每个所述第一和第二导向槽穿过所述最大直径的髋部区域。

12.根据权利要求9所述的紧固件装置，所述结构上的形状改变包括在所述导向环上邻近所述第一和第二从动臂的其中一个的切口。

13.根据权利要求9所述的紧固件装置，所述结构上的形状改变包括在所述导向环上邻近每个所述第一和第二从动臂的切口。

14.根据权利要求9所述的紧固件装置，所述紧固件包括限定了第一和第二凹处的中心杆，所述第一和第二从动臂在所述紧固件和所述导向环的预安装装配中分别位于所述第一和第二凹处中。

15.根据权利要求14所述的紧固件装置，包括从每个所述第一和第二凹处至所述中心杆的锥形过渡表面。

16.根据权利要求14所述紧固件装置，包括所述头部下方的第一和第二防震止动器，所述第一和第二防震止动器被放置为在所述紧固件完全安装后接合所述第一和第二从动臂。

17.根据权利要求9所述的紧固件装置，所述紧固件包括中心杆，所述中心杆具有H型横截面结构，其具有倒角外边缘表面。

18.根据权利要求9所述的紧固件装置，所述导向环具有椭圆形孔眼，所述椭圆形孔眼限定了可滑过所述固定翼的接触表面。

19.根据权利要求18所述的紧固件装置，所述第一和第二从动臂被提供在所述椭圆形孔眼的主轴上。

20.推入式紧固件装置，包括：

紧固件，所述紧固件具有头部和连接至头部的可偏转的固定翼，所述可偏转的固定翼限定了最大直径的髋部区域和在所述头部和所述最大直径的髋部区域之间的较小直径的腰部区域；

导向环，所述导向环沿所述可偏转的固定翼可滑动并具有直径小于所述最大直径的髋部区域的孔眼；

所述可偏转的固定翼限定了第一和第二导向槽，并且所述导向环限定了被接收在所述第一和第二导向槽中并且沿所述第一和第二导向槽可滑动的第一和第二从动臂；以及

所述固定翼中的至少一个具有余隙穴，所述余隙穴邻近所述第一和第二导向槽的其中一个延伸穿过所述最大直径的髋部区域，所述余隙穴提供空隙用于所述孔眼在所述第一和第二从动臂区域的缩小。